МРАВКИТЕ – ПРОИЗВОДИТЕЛИ НА АНТИБИОТИЦИ

Подобно на хората, мравките се борят с болести, но се защитават съвсем сами. Тези дребни животинчета разполагат с умението да предпазват себе си от бактериите в заобикалящия ги свят с антибиотици, които самите те произвеждат. Ново проучване проверява кои видове от надсемейство Formicoidea могат да генерират антибиотици и как този факт ни позволява да разработваме в бъдеще по-добри средства за борба с бактериалните инфекции.

„Тези открития предполагат, че мравките могат да се превърнат в бъдещ източник на нови антибиотици в борбата с човешките заболявания”, казва Клинт Пеник, асистент в Държавния университет в Аризона и ръководител на изследването.

Учените са тествали антимикробните свойства на 20 вида мравки. От тях 8 (40%) не произвеждат антибиотик, докато останалите притежават тази способност. Един от видовете обаче произвежда впечатляващо мощен антибиотик.

„Един вид, който разгледахме – Solenopsis molesta, имаше най-мощния антибиотичен ефект от всички видове, които сме тествали“, споделя Адриан Смит, съавтор на статията, асистент по биологични науки в Държавния университет в Северна Каролина и ръководител на местната лаборатория за еволюционна биология и поведение в Музея на природните науки.

Източник: Pexels

За да оценят способностите за произвеждане на антибиотици при мравките, изследователите използват разтворител, с който отстраняват всички вещества от повърхността на тялото на всяка мравка. След това смесват тези вещества в разтвор от бактерии и сравняват как бактериалните култури нарастват за всеки от видовете мравки. Колкото по-силен е антибиотикът, толкова слаб е растежът на бактериите в пробите.

Резултатите са с голямо значение по редица причини. Като начало може да позволят на лекарите да разработят по-добри антибиотици за човека. Важна баче и биологичната гледна точка.

„Откриването на вид, който носи мощен антимикробен агент, е добра новина за тези, които се интересуват от намирането на нови антибиотични агенти, които могат да помогнат на хората“, казва Смит. „Но фактът, че толкова много други видове мравки изглежда имат нищожна или никаква химическа защита срещу микробни патогени, също е важен.“

Изследователите не са сигурни защо някои мравки сякаш нямат способността да генерират антибиотици. Традиционните познания предполагат, че всички видове мравки произвеждат някакъв антибиотик, но ако случаят не е такъв, това може да означава, че те са си изработили различен начин да се защитят и това също може да бъде обещаващ повод за бъдещи проучвания.
„Мислехме, че всички видове мравки ще произведат поне някакъв вид антимикробни средства“, казва Пеник.“ Вместо това изглежда, че много видове са намерили алтернативни начини за предотвратяване на инфекция, които не разчитат на антимикробни химикали.“
Екипът иска да продължи с проучванията и планира да тества повече видове мравки срещу още повече видове бактерии, а също така и да определи как точно и къде в тялото им мравките произвеждат антибиотиците.

Източник: Pexels

Източник: Pexels

Друг учен изследва как антибиотиците на тези малки животинки помагат на флората. Екологът Йоахим Офенберф от университета Орхус в Дания изследва 30 различни видове растения, които мравките обитават обичайно, и 18 от тях са показали намаляване на ефектите от патогени. В тези 18 растения се наблюдавал намален брой прокариотни микроорганизми (така познатите ни „бактерии”) и по-бързо поникване, за разлика от останалите 12 растения от същия вид, които не били населявани от мравки. Изследователят прави уточнение, че наблюденията за ползотворното въздействие на мравките върху растенията не са абсолютно валидни във всички случаи. Освен това самите насекоми могат неволно да разпръсват патогени: спорите на гъби например могат да се закрепват към краката им и да се пренасят по растенията.

Вниманието на един от най-влиятелните научни журналисти в света – Карл Цимер – е привлечено от научната работа на д-р Масимилиано Марваси, който прекарва години в изучаване на това как микробите са ни победили. Много патогени са развили резистентност към пеницилин и други антимикробни лекарства и сега експертите по обществено здраве предупреждават за глобална криза при лечението на инфекциозни заболявания.

Доктор Марваси, който е старши изследовател в Университета на Флоренция, се занимава с изучаване на мравките. Около 240 вида мравки отглеждат подземни градини от гъби. Те предпазват мравуняците си от патогени, използвайки мощни химикали, секретирани от бактериите в телата им. За разлика от хората, мравките не са изправени пред криза на антимикробната резистентност.

В научното списание „Тенденции в екологията и еволюцията“ д-р Марваси и колегите му твърдят, че мравките, отглеждащи гъби, могат да служат като модел за разработване на лекарства. Тези мравки носят листа или други отломки от градините в жилищата си, където виреят определени видове гъби. Гъбите – които не могат да виреят никъде другаде, прерастват в гъсти мрежи, които мравките използват за храна на своите ларви.

Но посевите са привлекателни и за паразитна гъба, наречена Escovopsis. Тя напада градините и така принуждава мравките да гладуват. Мравките имат мощни съюзници в тази война: бактерии, които живеят на гръдния им кош. Работните мравки покриват яйцата с определени щамове от тези бактерии. С развитието си ларвата захранва личния си запас от бактерии със секрети от жлези на гръдния кош.

Антибиотиците, които лекарите ни изписват днес, се откриват най-вече в почвата и се извличат от микроби. Изненадващото е, че химикалите, използвани от мравките, действат също толкова добре.

Изследователите също проучват как се развиват новите антимикробни средства. „Сега натрупваме толкова много нова информация на молекулярно ниво“, споделя Катрин Келнер, молекулярен еколог от Тексаския университет в Тайлър. Д-р Марваси и колегите му на свой ред, проследяват еволюционното съревнование между бактериите върху мравките и гъбата Escovopsis, изправяйки организмите един срещу друг върху стъклото на Петри (блюдо с кръгла форма, което се използва за отглеждане на микроорганизми и наблюдаването им под микроскоп). Когато мравките тършуват за градинска тор, те улавят случайни бактерии от земята. Тези бактерии се конкурират яростно с местните микроби за хранителните вещества, осигурени от жлезите на мравките. Естественият подбор благоприятства мравките, които от много време живеят на даденото растение и произвеждат мощни антимикробни средства, които предпазват от новодошлите микроскопични агенти.

Те искат да видят дали комбинацията от свързани антимикробни средства е тайната на успеха на мравките. Имитирането на тази стратегия може да помогне да запазим мощните си антимикробни лекарства в защита на човешкото здраве.

„Идеята е може би да има един основен антибиотик, но в различни комбинации с подобни на него“, предполага д-р Марваси.

Източници: